浅谈某水厂工程自动化设计.doc

浅谈某水厂工程自动化设计 　　摘要：某水厂是市的重点市政工程。工程总设计供水量为25万吨/天,其中一期工程供水量为15万吨/天,已于2009年8月建成并投入运行, 二期工程现正建设当中, 预计年底前主体工程可以完工。 关键词：系统设计；控制设计 中图分类号： N945.23 文献标识码： A 文章编号： 前言 监控系统由三层网络构成。第一层为信息层。由操作员站、工程师站、数字显示单元( 配控制计算机) 、数据服务器、视频工作站、视频服务器、工业以太网交换机、网络打印机、便携计算机以及相关科室计算机等设备构成。拓扑结构为100 M 以太网星型网络。第二层为控制层。由现场控制单元和工业以太网交换机组成。采用全双工1 000 M 快速光纤以太环网。传输介质采用单模光纤。第三层为设备层。由现场子PLC、就地监控设备及各种在线智能仪表组成，采用基于IEC 61158 标准的现场总线通信方式或I /O 接点方式，与现场控制单元进行通信。 一、系统可靠性设计 控制层网络采用全双工1 000 M 快速光纤以太环网，双环网( A 网、B 网) 冗余配置，交换机支持交换式冗余环型结构HIPER － Ring 技术，实现网络冗余，提高了系统的可靠性，增强了系统的抗干扰能力。在环网光纤发生故障时，网络结构可以在0.3s内切换成总线结构。正常运行时，生产运行监控系统通过A 网进行数据传输，视频监控系统通过B 网正常运行，一旦A 网发生故障不能正常运行，则A网所有设备可立即切入B 网，保持生产继续正常进行。 基于水厂运行的重要性，关键部位的PLC 主站采用控制器冗余配置，而在滤池部分基于滤池运行的特点，通过硬接点联锁方式保证滤池主PLC 或通讯网络发生故障时，各单组滤池仍能控制冲洗水泵及风机，从而完成滤池的正常反冲洗及运行。 现场控制单元与设备层采用总线与I /O 硬连接相结合的数据交换方式，具有出色的模块扩展功能，适用于解决独立的、复杂的控制任务。它们完成全厂各工艺段的生产实时检测、设备的自动调节、自动控制以及故障的实时保护控制等，为典型的分散控制系统。当网络上任何一个站出现故障时，不会影响整个系统的正常工作。 二、系统配置及功能 水厂监控系统为分布式控制系统，在综合楼内设中控室，根据设备相对集中、工艺功能相对统一的原则。控制中心设在综合楼控制室，负责整个系统的协调和管理工作。各现场站负责各工作区域内在线仪表、电气参数的采集，工艺过程控制等任务的完成。控制中心主机与局域网服务器连接，管理人员可以根据权限，调用和检测数据。 1.加药间与加氯间合建一体。控制室设置PLC1站。 絮聚剂选择聚合氯化铝， 选用湿式计量泵投加。设置3台隔膜式计量泵，（两用一备），投加量：Qmax＝176.0 l/h工作压力：H=0.3Mpa。PLC1根据进水流量控制计量泵自动进行比例投加， 然后根据沉淀效果模拟装置反馈的信号，调整计量泵的投药量，从而实现投药的复合闭环控制。 消毒选用二氧化氯， 设置二氧化氯发生器4台，其中前加氯2台（1用1备），加氯点为进厂水，PLC1根据进厂水流量, 控制二氧化氯发生器自动进行比例投加；后加氯2台（1用1备）加氯点为清水池，PLC1根据余氯分析仪的反馈数值，修正投加二氧化氯量，实现加氯消毒的复合闭环控制。 2.在滤池控制室设置PLC2站，反应沉淀池设置PLC2的远程I/0站。反应池采用小孔眼网格反应池，共2组，每组反应池设18个竖井,设计流量Q=0.182m3/s(包括5%的自用水量)反应时间13.0min； 沉淀池采用小间距斜板沉淀池。共2组。设计流量：Q=0.182m3/秒（包括5%自用水量）颗粒沉降速度：0.4mm/s;有效系数:0.75斜板水平倾角：60° 斜板斜长：1.0m 斜板板距：P =0.025m沉淀池上升流速： 2.5mm/s。反应沉淀池共装设16台角式快开排泥阀。 滤池采用V 型滤池。设计流量Q =30000x1.05%=31500 m3/d=1312.5m3/h， 滤速采用8m/h，滤池每日工作时间（24小时）共分6格。I/O站负责反应沉淀池排泥阀的开关量数据采集。PLC2负责滤池各个阀门的启闭及状态显示，以及对远程I/O控制。 3.在反冲洗间控制室设置PLC3站 水反冲洗强度5l/s.m2， 则冲洗泵流量为5x42=210l/s，选用2台卧式双吸离心泵(1用1备)。气反冲洗强度15l/s.m2， 则冲洗泵流量为15x42=630 l/s，选用2台罗茨鼓风机(1用1备)PLC3根据滤池各阀的需要启停水泵及鼓风机。 4.在除锰加药间控制室设置PLC4站。 除锰加药间投加药剂选用高锰酸钾，采用湿式投加。设计流